茅草灣大橋1～3#墩偏位處治橋梁樁基施工技術探討

貴州橋梁建設集團有限責任公司 / 梁康

引言

樁基是橋梁的基礎，承受上部結構傳來的全部荷載，并把它們和下部結構荷載傳遞給地基。樁基工程的施工質量影響著橋梁的結構安全，是決定橋梁建設成敗的重要因素。

一、 工程概況

茅草灣大橋第一聯橋梁形式：上部結構：3m×40m預應力混凝土T梁，簡支，連續結構。左幅0號橋臺高度為4.2米，右幅0號橋臺高度為5.2米。U型平臺用于擴大基礎。左幅1號墩平均墩高為11.88米，樁長15米，右幅 1 號墩平均墩高8.53米，樁長15米。左幅2號墩平均墩高為3.58米，樁長20米，右幅2號墩采用樁柱一體式樁基，樁長16米。左幅3號墩采用樁柱一體式樁基，樁長18米，右幅3號墩采用樁柱一體式樁基，樁長11米。

滑坡處治設計采用6根30m及3根35m深層泄水孔釋放橋位區域地下水，左幅1#墩左側增設3根22m抗滑樁，左幅2#墩左側增設4根22m抗滑樁，局部清方減載。茅草灣大橋橋梁處治：左幅1#墩增設4根樁基，厚4米H型承臺包裹原地系梁及墩柱進行基礎加固；2#墩增設6根樁基為群樁基礎，搭設臨時支撐，更換部分墩柱及樁基，保留原蓋梁。T梁采用頂推復位工藝糾正，更換橋梁支座。

二、 橋梁樁基施工

根據設計及規范要求，左幅1#墩增設4根樁基，樁徑1.8m，樁長25m，分2批次開挖，開挖澆筑 1#、4#樁基→開挖澆筑2#、3#樁基。左右幅2#墩增設6根樁基，樁徑1.5m，樁長25m；分2批次開挖，開挖澆筑 1#、3#、5#樁基→開挖澆筑2#、4#、6#樁基。

據現場實際地形、地質情況，軟土部分樁基采取人工挖孔，孤石、中風化等地質人工難以施工部分，采取水磨鉆施工工藝。在水磨鉆施工前先用挖掘機及人工將土層和強風化層清理，遇堅硬巖層方采用水磨鉆。

具體流程為：場地平整→測量定位→場地硬化處理→孔口段開挖及澆筑混凝土護壁→施工井架、孔邊圍欄安裝→卷揚機安裝及相關設備就位。

（一）孔口防護施工

鎖口混凝土施工后，將高程引到鎖扣頂面上，用以控制樁底標高和復核樁的中心位置。如有偏差，必須在第一段混凝土澆筑前進行調整，通過護壁的精準控制，以確保樁中心的準確位置。利用膨脹螺栓將孔口鋼護欄錨固在鎖口混凝土中。鋼護欄高度為1.2m，鋼護欄將孔口四周圍蔽，在其中一側預留門道以便施工工人進出及出渣。

孔樁未施工時孔口采用焊接鋼筋網覆蓋，焊接鋼筋網采用直徑18mm圓鋼焊制，網眼尺寸10m×10cm，鋼筋網片尺寸在孔樁直徑基礎上加大20cm。

施工場地必須用混凝土硬化，根據周圍低、高中心的原則進行硬化，表面排水坡度不小于1.5%。現場周圍應設有排水溝。排水溝底部抹不小于5cm厚M7.5砂漿。

人工開挖時應進行連續通風，通風使用鼓風機通過內徑25mm風管向井下送風，人工下孔前，先通風，再檢查空氣質量，滿足要求后再施工，施工過程中堅持動態檢測孔內空氣質量。

（二）開挖

開挖樁孔應從上到下分層開挖，在中間部分開挖土方，然后擴大至周圍區域，有效控制樁孔的截面尺寸。第一段開挖完成后，安裝模板應預留出原地面30cm以上。然后在外側四周支模做鎖扣。保證鎖口鋼筋混凝土厚度不小于30cm，各段根據土壤質量和設計要求確定開挖高度，一般為0.5m-1m，最大不得超過1米。

（三）護壁施工

泥巖地層，采取人工挖孔，為防止樁孔壁坍塌，確保安全施工，成孔必須設置護壁，混凝土壁厚和強度必須符合設計要求，護壁模板與卡尺、緊固件連接，采用槽鋼或角鋼作為內支撐，頂緊模板，防止模板變形。

護壁模板安裝完成經檢測驗收后，應立即澆筑。護壁保護厚度為20cm，采用人工澆筑，人工搗實。

砂巖地層采用水磨鉆工藝，工地試驗室每個工作班對水磨鉆芯樣隨機抽樣進行軸心抗壓強度、飽和后軸心抗壓強度試驗，對于軸心抗壓強度達到5MPa，且軟化系數不小于0.75的地層，不施作護壁。反之，則對孔壁周圍采用人工鑿除20cm，施作孔樁護壁，并確保與上一節段護壁或基巖緊密。

（四）檢查樁位（中心）軸線、標高

在地面上設十字控制網、基準點，將樁控制軸線、高程設到第一節護壁上，每節以十字線對中，吊線錘作中心控制，用尺桿找圓周，以基準點測量孔深。

每節樁孔護壁做好以后，必須將樁位十字軸線和標高測設在護壁的上口，然后用十字線對中，吊線錘向井底投設，以半徑尺竿檢查孔壁的垂直平整度，隨之進行修整，井深必須以基準點為依據，逐根進行引測，保證樁孔軸線位置、標高、截面尺寸滿足設計要求。

（五）開挖第二節樁孔土（石）方

從第二節開始利用提升設備運土（石），采用水磨鉆法施工，準備工作全部完成后，水鉆開孔沿樁孔四周進行，鉆孔直徑15cm，孔深50cm，鉆到深度后，在鉆縫中打入鋼釬，折斷巖芯，下鐵絲套環取出鉆芯。鉆孔時向井孔外側傾斜3o左右，預留出鉆具的尺寸，保證循環施工時孔樁尺寸不變。鉆芯外運采用吊斗出渣，卷揚機吊裝吊斗運出。

全部鉆孔及取芯施工完成后，使用風鉆打孔對剩余的樁芯進行破碎，鉆頭直徑25mm，孔間距約50cm，采用圓錐狀鋼釬打入孔中，將樁芯分解成小石塊，裝入吊斗使用卷揚機外運。石塊清運干凈后繼續下一輪的水磨鉆施工。

樁孔內人員應戴好安全帽，系好安全帶，每天澆筑井壁前，采用吊錘法用鋼尺檢查孔的偏位及尺寸，修整孔壁，使上下垂直平順。

先拆第一節、支第二節護壁模板，護壁模板采用拆上節支下節依次周轉使用，模板上口留出高度為100mm的混凝土澆筑口。

（六）檢查驗收

終孔前把孔底清理干凈，要求孔底無積渣，基底平整。然后測出樁的中心點，量好各個斷面的具體尺寸，并做好記錄。自檢合格后通知監理工程師以及設計代表，配好儀器設備，對孔位、孔深、孔徑，豎直度、釬探等進行檢查，做好檢查記錄，核對地質資料，簽認檢查記錄，符合要求后方可進行下道工序施工，否則，按監理工程師要求整改。

（七）挖孔中的滲水處理

1.滲水水量不大時

少量滲水時可以在孔內挖小點的集水坑，用吊桶吊出，并觀測滲水的變化，如存在滲水加大的傾向，側停止施工，分析原因，在不能保證安全的前提下改用鉆孔或沖孔工藝。

2.滲水水量較大時

若水量較大，可以采取潛水泵抽送，當挖到樁底時，可在樁位的一角挖一個0.6×0.5×0.5的集水坑，邊施工邊抽水，如同一墩臺有幾個樁孔同時施工，可超前開挖一個孔，使地下水向超前孔內匯集，抽送排向附近溝渠，以達到降低地下水位目的。

（八）原樁底部位底部孔樁開挖防護措施

根據設計的地質勘探資料，樁基基巖巖是砂巖、泥巖互層，向橫橋向右側傾角82度，向縱橋向大里程傾角42度。因此，小里程樁基（1-3#）開挖，對原橋梁樁基未造成影響。

對于大里程樁基（4-6#）開挖，可根據砂巖自身強度進行防護，實驗室每天對水磨鉆芯樣隨機抽樣進行軸心抗壓強度、飽和后軸心抗壓強度試驗，對于軸心抗壓強度達到5MPa，且軟化系數不小于0.75的地層，不施作防護；反之，則在原樁基方向設兩組錨桿對地層進行加固，采用場200cm?22鋼筋對軟弱地層注漿加固，入射角為30o-45o，間距為40×40m，對于泥巖層，須先支護后開挖。

根據孔周圍巖完整情況及孔樁支護實際效果，可適當調整錨桿間距±10cm及長度±50cm。地下水根據發育情況減小開挖循環進尺，單循環最大不得超過50cm，加強抽水防止潰壁。

（九）樁基開挖控制監控量測

橋梁樁基開挖時，在蓋梁底及原墩柱底均設觀測點，觀察樁基開挖過程，橋梁變化情況，并按照下列計算式設定預警值，當變形接近或達到預警值，務必停止施工，分析清楚原因，找到應對措施后，方可繼續施工。

蓋梁底監控點：H為監控點至地面高差；墩柱底監控點：H為孔樁開挖深度。

監控測量頻率：孔樁開挖至原設計橋梁樁底上，每天測1次，孔樁開挖至原設計橋梁樁底下，每天測2次，早晚各1次，當監控數據變化較大時，須加強監控量測頻率。

三、結語

人在大自然面前是渺小的，難以阻擋極端的氣候對我們辛苦建設橋梁的破壞；但是人類又是偉大建造者，我們可以應用科學技術，加固修復破壞的橋梁，恢復橋梁的安全使用功能，降低自然災害造成的損失。